汤子瀛《计算机操作系统》习题答案详解：多道批处理系统与实时系统特点

计算机操作系统(汤子瀛)是一门基础且关键的IT课程，该书的习题答案提供了深入理解操作系统原理和实践操作的机会。本资源涵盖了操作系统设计的主要目标，如方便性、有效性、可扩充性和开放性，这些都是现代操作系统追求的核心要素。 操作系统的作用主要体现在以下几个方面： 1. **用户与硬件接口**：作为用户和计算机硬件之间的桥梁，使得用户能够通过抽象的指令与复杂的硬件交互。 2. **资源管理者**：操作系统负责分配和管理内存、CPU、I/O设备等系统资源，确保它们高效利用。 3. **扩充机器**：通过虚拟化技术，支持多种软件在单一硬件上运行，扩展了计算机的功能。 推动多道批处理系统发展的重要动力在于提高计算机资源利用率和系统吞吐量，通过预先将任务提交并排队执行，即使CPU空闲，也能利用I/O设备的空闲时间进行其他工作。 脱机I/O和联机I/O是两种不同的I/O模式： - 脱机I/O通过外围机预先读取数据到磁带，减轻CPU等待时间，提高输入速度；而输出则将结果先写入磁带再由外围机输出，解决了CPU和I/O设备速度不匹配的问题。 - 联机I/O则在主机控制下进行，对实时性要求较高，适合交互式应用。 分时系统的发展源于用户需求的提升，它提供更好的人机交互体验，允许多个用户共享主机，方便用户随时访问。 实时任务和实时系统按其性质可分为周期性和非周期性，以及硬实时和软实时任务，前者有明确的时间限制，后者则较宽松。实时控制系统负责控制任务，实时信息处理系统则处理实时数据。 多道程序设计面临的关键问题包括处理机管理、内存管理、I/O设备管理、文件管理和作业管理，这些都直接影响系统性能和效率。 单道批处理系统与多道批处理系统的对比中，单道批处理系统简单，自动化，但资源利用率低；而多道批处理系统引入了调度机制，能同时执行多个任务，提高吞吐量，但可能牺牲了任务的执行顺序性。两者各有优劣，适用于不同应用场景。